墊片的冷沖模設計

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1、緒論 1.1沖壓的概念、特點及應用 沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料

2、構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。 與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。 (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較

3、復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。 沖壓地、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、

4、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn) 的。 1.2 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀

5、、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。 在實際生產(chǎn)中，當沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。 復合沖壓——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上

6、不同單一工序的一種組合方法式。 級進沖壓——在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復合-級進——在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。 沖模的結構類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分 組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變

7、形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。 1.3 沖壓技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。 (1).沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術的基礎。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應力應變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計算機技術

8、的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的

9、有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達25mm，精度可達IT16~17級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水

10、平的無模多點成形設備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內(nèi)殘余應力，實現(xiàn)無回彈成形。無模多點成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAE技術為主要手段，能快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。 (2.)沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CAD/CAM技術也在迅速發(fā)展；另一方面，

11、為了適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術水平。目前，50個工位以上的級進模進距精度可達到2微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達2?~5微米，進距精度2~3微米，總壽命達1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結構、功能

12、方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉速一般為15000~40000r/min）,加工精度一般可達10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材

13、料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到300mm/min,加工精度可達±1.5微米，表面粗糙度達Ra=01~0.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成

14、形磨床、數(shù)控光學曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術;模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術（RPM）與樹脂澆注技術在快速經(jīng)濟制模技術中得到了成功的應用。利用RPM技術快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術可快速制造各種成形模。如清華大學開發(fā)研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造SSM和熔融擠壓成形M

15、EM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術集成”之概念而設計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂沖模應用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。 (3) 沖壓設備和沖壓生產(chǎn)自動化方面 性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產(chǎn)技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機械乃至機器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動

16、壓力機紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機的滑塊行程次數(shù)已達2000次/min以上。在多功能壓力機方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機的4~10倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎

17、曲和拉深等多種作業(yè)。 近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設備和模具。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC萬能折彎機等新設備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計算機控制，車間實現(xiàn)24小時無人控制生產(chǎn)。同時，根據(jù)不同使用要求

18、，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。 (4)沖壓標準化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標準化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，又具有一定的結構典型性。因此，只有實現(xiàn)了沖模的標準化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進工業(yè)國家模具標準化生產(chǎn)程度已達70%~80%，模具廠只需設計制造工作零件，大部分模具零件均從標準件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱

19、處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁模或彎曲模，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標準化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標準件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標準件品種也有擴展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標準化程度還不高（一般在40%以下），標準件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標準件廠家未形成規(guī)模化生產(chǎn)，標準件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標準件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務等都還有待于進一步提高。 第一章 課題簡介 零件分析說明 1、 零件形狀及其一般要求 制件如圖1-1所示，材料為10鋼，材料厚度為2.2mm，制件尺寸

20、精度按圖紙要求，未注按IT12級，生產(chǎn)綱領一般。 圖1-1 第二章 工藝分析 一、 零件工藝分析和工藝方案的確定 沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應性的主要因素。 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應在不同的工藝分析進行全面的分析與研究，比

21、較其綜合的經(jīng)濟技術效果，選擇一個合理的沖壓工藝方案。 根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析和工藝方案的確定。 本制件形狀簡單、尺寸、厚度適中，對稱是由圓弧的與直線組成。一般批量生產(chǎn)，屬于普通沖壓件，零件尺寸的公差都有在CT12以下，材料是10鋼，優(yōu)質(zhì)碳素鋼，具有良好的沖壓性能，故不可以沖裁，考慮到零件的形狀及生產(chǎn)批量，決定采用沖孔落料復合沖裁模進行加工?？梢淮渭撼尚?。但在設計冷沖壓模具時要注意以下幾點： 1、 制件的外形輪廓、結構都算簡單，但是要考慮孔和半圓輪廓的 加工 ，孔?26和半圓R10的中心定位要準確。 2、 此制件的加工難點主要在孔的中心距的定位。 3、 由于孔和半圓的直

22、徑都較小，并且有一定的批量，在設計時要重視模具的材料和結構的選擇，保證一定的模具壽命。 二、 排樣的確定 在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。 （１）、沖裁件的排樣 排樣是指沖件在條料、帶料或`板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用），與沖件的外形有很大關系。 根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。 （2）、材料利用率 衡量材料經(jīng)濟利用的指標是材料利用率。 一個進距內(nèi)的材料利用率為 η=

23、 （3.1） 式中　　　　A——沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（mm2）； n——一個進距內(nèi)的沖件數(shù)目； B——條料寬度（mm）； h——進距（mm）. 一張板料上總的材料利用率η∑為： η∑ = 式中　　　　N——一張板料上的沖件總數(shù)目； L——板料長度（mm）； A——板料寬度（mm）； （3）、搭邊 排樣時，沖件之間以及沖件與條料側邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。 搭邊數(shù)值取決于以下因素： ①件的尺寸和形狀。 ②材料的硬度和厚度。 ③排樣的形

24、式（直排、斜排、對排等）。 ④條料的送料方法（是否有側壓板）。 ⑤擋料裝置的形式（包括擋料銷、導料銷和定距側刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗再經(jīng)過簡單計算確定的。 查表2—18得搭邊值： a=3mm, 　　　　　b=3mm 　　　（〈〈冷沖模具設計指導〉〉） 每個材料的利用率為:83% 通過以上分析和計算得出以圖2.1的排樣形式為最佳方案。 圖2-1 第三章 工藝參數(shù)的確定 1、沖裁方式與沖壓力的計算 當一次沖裁完成以后，為了能夠順利地

25、進行下一次沖裁，必須適時的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結構形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。根據(jù)不同產(chǎn)品的結構和工藝性能，本副模具頂板式順出件結構。由于本模具采用順出件式模具沖裁，省去校平工序，既可滿足工件對平面度的要求，有能保證安全生產(chǎn)。 計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計算： F=AΓ (3.1) 式中，A為剪切斷面面積，Γ為板料的抗剪強度。 考慮到刃口的磨損、間隙的波動、材料力學性能的變化、板料厚度的偏差等因

26、素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強度τ為抗拉強度σb的0.8倍，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計算： F=LTσb （3.2） 式中 L -——沖裁輪廓的總長度(mm); t_______板料厚度(mm); σb ______板料的抗拉強度(MPa)。 經(jīng)查的取σb=300 （沖壓工藝與模具設計） F=440×1.5×300=198000N 2、卸料力、推料力和頂件力的計算 在沖裁結束時，由于材料的彈性回復（包括徑向彈性回復和彈性翹曲的回復）及摩擦的存在，將使沖落部分的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在

27、凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需要的力稱卸料力；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱推件力；逆沖裁方向從凹模內(nèi)頂出所需要的力稱頂件力. 由于影響卸料力、推件力和頂件力的因素很多，根本無法準確計算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗公式計算： FQ1=K1F (N) （3.3） FQ2=K2nF (N) （3.4） FQ3=K3F (N) （

28、3.5） 式中 FQ1、FQ2、FQ3——分別為卸料力、推件力和頂件力； K1 、K2 、K3——分別為卸料力系數(shù)、推加力系數(shù)和頂件力系數(shù)，其值見表1-1 n——同時卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料數(shù)，n=h/t h為凹模直刃高度，t為板厚； F——沖裁力（N），按式（3.1）計算。 表3.1 如表3.1 材料種類 板料厚度/mm K1 K2 K3 鋼 ~0.1 >0.1~0.5 >0.5~2.5 >2.5~6.5 >6.5 0.06~0.075 0.045~0

29、.055 0.04~0.05 ~0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.065 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 黃銅、紫銅 0.02~0.06 0.03~0.09 鋁、鋁合金 0.025~0.08 0.03~0.07 查得K1=0.04 K2=0.05 K3=0.06 卸料力FQ1=K1F=198000×0.04=7920N 推件力FQ2=K2nF=198000×0.050×n=9900×n=39681N FQ3=K3F=0.06×198000=1188N 3、

30、壓力機公稱壓力的確定 壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。沖裁時的沖 壓力F有沖裁力、卸料力、推件力及頂件力組成。這力在選擇壓力機時哪些要考慮進去，應根據(jù)不同的模具結構分別對待，即 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖猜模時F1=F+F2+F3 采用彈性卸料裝置和上出料裝置的沖裁模時 F=F+F2+F4 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖猜 F=F+F2+F5 4、沖裁模壓力中心的確定 壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力Fz>F總 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時 Fz=F+Fx+Ft=374.62+18.73+41.21=434.56

31、 第四章 凸模、凹模和凸凹模的結構設計 1．凸模、凹模和凸凹模的結構設計 凸模應進行壓應力校核， 檢查危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求 ，按[2]式 dmin 得 式中: dmin—凸模最小值徑； t－總裁件厚度，t=0.5mm； —材料的抗剪強度（Mpa），由[2]書末附錄A1查得＝310Mpa； []－凸模材料的許用應力（Mpa）取[]=1400Mpa。 dmin mm=0.44mm

32、 最小凸模直徑3>0.44，故滿足強度要求。 　　2、用圓形沖頭沖孔，在凸模外邊裝上推件塊，所以此凸模設計成直柱形狀。 　　3、凹模的刃口形式，考慮到本例生產(chǎn)是大批量生產(chǎn)，所以采用刃口強度較高的凹模。它的長度尺寸是： 200mm 　　凹模的寬度是200mm 　　4、凸凹模強度按最小壁厚：m=1.5t=1.5*2.2=3.3mm 凸模、凹模和凸凹模圖如下： 凸模 凹模 凸凹模 第五章 其他零件的結構設計 1．凸模固定板 凸模固定板 2．推桿 推桿 3．卸料板 卸料板 第六章 確定裝配基準 裝配

33、基準： 落料沖孔應以沖材凸凹模為裝配基準件。 首先確定凸凹模在模架中的位置，安裝凸凹模組件，確定凸凹組件在下模座的位置，然后用平行板將凸凹模和下模座夾緊。 沖裁模具材料的選取，可查《冷沖壓模具設計指導》表8-8和8-9： 沖裁模的常用配合： ① 、H7/h6的間隙定位配合，導柱和導套的配合。 ② 、H7/r6的過度配合，用于較高的定位，凸模與固定板的配合，導套與模座，導套與固定板，模柄與模座的配合。 ③ 、H7/m6的過度配合，能以最好的定位精度滿足零件的剛性和定位要求，凸模的固定導套與模座的固定、導柱與固定板的固定。 總裝圖如下： 總裝圖 結束語

34、 通過這次模具設計，本人在多方面都有所提高。通過這次畢業(yè)設計，綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。 在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足

35、和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。 在此感謝我的導師,戴正強講師. 他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 感謝我的羅玉梅老師，這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開你的細心指導。而你開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個新的實驗室。 同時感謝對我?guī)椭^的同學們. 由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指 教,我十分的樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。 中英文翻譯 模具設計與制造 模具

36、是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國，模具制造屬于專用設備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀80年代后期，中國模具工業(yè)才駛入發(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。 雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其主要缺口集中于精密、大型、復雜、長壽命模具領域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。 中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結構的調(diào)整和技術發(fā)展水平的提高。結

37、構調(diào)整方面，主要是企業(yè)結構向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結構向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結構的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結構改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。 近年，模具行業(yè)結構調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生

38、產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 雖然我國模具總量目前已達到相當規(guī)模，模具水平也有很大提高，但設計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達國家許多。當前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面： （1）總量供不應求 國內(nèi)模具自配率只有70%左右。其中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率只有50%左右。 （2）企業(yè)組織結構、產(chǎn)品結構、技術結構和進出口結構均不合理 我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而

39、國外大多是“小而?！?、“小而精”。國內(nèi)大型、精密、復雜、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。2004年，模具進出口之比為3.7:1，進出口相抵后的凈進口額達13.2億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。 （3）模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平，生產(chǎn)周期卻高于國際水平 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結構等方面。 （4）開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳 我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美

40、元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 造成上述差距的原因很多，除了歷史上模具作為產(chǎn)品長期未得到應有的重視，以及多數(shù)國有企業(yè)機制不能適應市場經(jīng)濟之外，還有下列幾個原因： （1）國家對模具工業(yè)的政策支持力度還不夠 雖然國家已經(jīng)明確頒布了模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策，但配套政策少，執(zhí)行力度弱。目前享受模具產(chǎn)品增值稅的企業(yè)全國只有185家，大多數(shù)企業(yè)仍舊稅負過重。模具企業(yè)進行技術改造引進設備要繳納相當數(shù)量的稅金，影響技術進步，而且民營企業(yè)貸款十分困難。 （2）人才嚴重不足，科研開發(fā)及技術攻關投入太少 模具行業(yè)是技術、資金、勞動

41、密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代的進步和技術的發(fā)展，掌握并且熟練運用新技術的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊張。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術攻關重視不夠，科研單位和大專院校的眼睛盯著創(chuàng)收，導致模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術攻關方面投入太少，致使模具技術發(fā)展步伐不大，進展不快。 （3）工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低 近年來我國機床行業(yè)進步較快，已能提供比較成套的高精度加工設備，但與國外裝備相比，仍有較大差距。雖然國內(nèi)許多企業(yè)已引進許多國外先進設備，但總體的裝備水平比國外許多企業(yè)低很多。由于體制和資金等方面的原因，引進設備不配套，設備與附件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的

42、問題長期得不到較妥善的解決。 （4）專業(yè)化、標準化、商品化程度低，協(xié)作能力差 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，模具專業(yè)化水平低，專業(yè)分工不細致，商品化程度低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占40?左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不暢，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務。模具標準化水平低，模具標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，特別是對模具制造周期有很大影響。 （5）模具材料及模具相關技術落后 模具材料性能、質(zhì)量和品種問題往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼材相比有較大差距。塑料、板材、設備性能差，也直接影響模具水平的提高。

43、 目前，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，國際、國內(nèi)的模具市場總體發(fā)展趨勢前景看好，預計中國模具將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國不但會成為模具大國，而且一定逐步向模具制造強國的行列邁進。“十一五”期間，中國模具工業(yè)水平不僅在量和質(zhì)的方面有很大提高，而且行業(yè)結構、產(chǎn)品水平、開發(fā)創(chuàng)新能力、企業(yè)的體制與機制以及技術進步的方面也會取得較大發(fā)展。 模具技術集合了機械、電子

44、、化學、光學、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡等諸多學科，是一個綜合性多學科的系統(tǒng)工程。模具技術的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。我國模具行業(yè)今后仍需提高的共性技術有： (1)建立在CAD/CAE平臺上的先進模具設計技術，提高模具設計的現(xiàn)代化、信息化、智能化、標準化水平。 (2)建立在CAM/CAPP基礎上的先進模具加工技術與先進制造技術相結合，提高模具加工的自動化水

45、平與生產(chǎn)效率。 (3)模具生產(chǎn)企業(yè)的信息化管理技術。例如PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）、ERP（企業(yè)資源管理）、MIS（模具制造管理信息系統(tǒng)）及INTERMET平臺等信息網(wǎng)絡技術的應用、推廣及發(fā)展。 (4)高速、高精、復合模具加工技術的研究與應用。例如超精沖壓模具制造技術、精密塑料和壓鑄模具制造技術等。 (5)提高模具生產(chǎn)效率、降低成本和縮短模具生產(chǎn)周期的各種快速經(jīng)濟模具制造技術。 (6)先進制造技術的應用。例如熱流道技術、氣輔技術、虛擬技術、納米技術、高速掃描技術、逆向工程、并行工程等技術在模具研究、開發(fā)、加工過程中的應用。 (7)原材料在模具中成形的仿真技術。 (8)先進的

46、模具加工和專有設備的研究與開發(fā)。 (9)模具及模具標準件、重要輔件的標準化技術。 (10)模具及其制品的檢測技術。 (11)優(yōu)質(zhì)、新型模具材料的研究與開發(fā)及其正確應用。 (12)模具生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)代化管理技術。 模具行業(yè)在“十一五”期間需要解決的重點關鍵技術應是模具信息化、數(shù)字化技術和精密、超精、高速、高效制造技術方面的突破。 隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點應該是既能滿足大量需要，又有較高技術含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復

47、雜、長壽命模具。模具標準件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標準化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應作為重點來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術基礎，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。 根據(jù)“十一五”模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，“十一五”期間模具產(chǎn)品發(fā)展重點主要有如下幾類： （1

48、）.汽車覆蓋件模具 沖壓模具占模具總量的40%以上。汽車覆蓋件模具主要為汽車配套，也包括為農(nóng)用車、工程機械和農(nóng)機配套的覆蓋件模具，它在沖壓模具中具有很大的代表性，模具大都是大中型，結構復雜，技術要求高。尤其是為轎車配套的覆蓋件模具，要求更高，可以代表沖壓模具的水平。此類模具我國已有一定的技術基礎，已為中檔轎車配套，但水平還不高，能力不足，目前滿足率只有一半左右。中高檔轎車覆蓋件模具主要依靠進口，已成為汽車發(fā)展的瓶頸，極大的影響著車型開發(fā)。 （2）.精密沖壓模具 多工位級進模和精沖模代表了沖壓模具的發(fā)展方向，精度要求壽命要求極高，主要為電子工業(yè)、汽車、儀器儀表、電機電器等配套。這兩種模

49、具，國內(nèi)已有相當基礎，并已引進了國外技術及設備，個別企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品已達到世界水平，但大部分企業(yè)仍有較大差距，供應總量不足，進口很多。 （3）.大型精密塑料模具 塑料模具占模具總量近40%，而且這個比例還在上升。塑料模具中為汽車和家電配套的大型注塑模具，為集成電路配套的塑封模，為電子信息產(chǎn)業(yè)和機械及包裝配套的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模，為新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)配套的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等，目前雖然已有相當技術基礎并正在快速發(fā)展，但技術水平與國外仍有較大差距，總量供不應求，每年的進口額達幾億美元。 （4）.主要模具標準件 目前國內(nèi)已有較大產(chǎn)量的模具標準件主要是模架、

50、導向件、推桿推管、彈性元件等。這些產(chǎn)品不但國內(nèi)配套大量需要，出口前景也很好，應繼續(xù)大力發(fā)展。氮氣缸和熱流道元件主要依靠進口，應在現(xiàn)有基礎上提高水平，形成標準并組織規(guī)?；a(chǎn)。 （5）.其他高技術含量的模具 占模具總量給8%的壓鑄模具中，大型薄壁精密壓鑄技術含量高，難度大。鎂合金壓鑄模具目前雖然剛起步，但發(fā)展前景好，有代表性。子午線橡膠輪胎模具也是發(fā)展方向，其中活絡模技術難度最大。與快速成型技術相結合的一些快速制模技術及相應的快速經(jīng)濟模具具有很好的發(fā)展前景。這些高技術含量的模具在“十一五”期間也應重點發(fā)展。 Mold design and man

51、ufacture The mold is the manufacturing industry important craft foundation, in our country, the mold manufacture belongs to the special purpose equipment manufacturing industry. China although very already starts to make the mold and the use mold, but long-term has not formed the industry. Straight

52、 stabs 0 centuries 80's later periods, the Chinese mold industry only then drives into the development speedway. Recent years, not only the state-owned mold enterprise had the very big development, the three investments enterprise, the villages and towns (individual) the mold enterprise's developmen

53、t also quite rapid . Although the Chinese mold industrial development rapid, but compares with the demand, obviously falls short of demand, its main gap concentrates precisely to, large-scale, is complex, the long life mold domain. As a result of in aspect and so on mold precision, life, manufactur

54、e cycle and productivity, China and the international average horizontal and the developed country still had a bigger disparity, therefore, needed massively to import the mold every year . The Chinese mold industry except must continue to sharpen the productivity, from now on will have emphatically

55、 to the profession internal structure adjustment and the state-of-art enhancement. The structure adjustment aspect, mainly is the enterprise structure to the specialized adjustment, the product structure to center the upscale mold development, to the import and export structure improvement, center t

56、he upscale automobile cover mold forming analysis and the structure improvement, the multi-purpose compound mold and the compound processing and the laser technology in the mold design manufacture application, the high-speed cutting, the superfinishing and polished the technology, the information di

57、rection develops . The recent years, the mold profession structure adjustment and the organizational reform step enlarges, mainly displayed in, large-scale, precise, was complex, the long life, center the upscale mold and the mold standard letter development speed is higher than the common mold pro

58、duct; The plastic mold and the compression casting mold proportion increases; Specialized mold factory quantity and its productivity increase; "The three investments" and the private enterprise develops rapidly; The joint stock system transformation step speeds up and so on. Distributes from the are

59、a looked, take Zhujiang Delta and Yangtze River delta as central southeast coastal area development quickly to mid-west area, south development quickly to north. At present develops quickest, the mold produces the most centralized province is Guangdong and Zhejiang, places such as Jiangsu, Shanghai,

60、 Anhui and Shandong also has a bigger development in recent years . Although our country mold total quantity had at present achieved the suitable scale, the mold level also has the very big enhancement, after but design manufacture horizontal overall rise and fall industry developed country and so

61、on Yu De, America, date, France, Italy many. The current existence question and the disparity mainly display in following several aspects: (1) the total quantity falls short of demand domestic mold assembling oneself rate only ,about 0%. Low-grade mold , center upscale mold assembling oneself rat

62、e only has 50% about . (2) the enterprise organizational structure, the product structure, the technical structure and the import and export structure does not gather :in our country mold production factory to be most is from the labor mold workshop which produces assembles oneself (branch factory)

63、, from produces assembles oneself the proportion to reach as high as about 60%, but the overseas mold ultra □0% is the commodity mold. The specialized mold factory mostly is "large and complete", "small and entire" organization form, but overseas mostly is "small but", "is specially small and fine".

64、 Domestic large-scale, precise, complex, the long life mold accounts for the total quantity proportion to be insufficient 30%, but overseas in 50% above □004 years, ratio of the mold import and export is 3.7:1, the import and export balances the after net import volume to amount to 1.32 billion US d

65、ollars, is world mold net import quantity biggest country . (3) the mold product level greatly is lower than the international standard: the production cycle actually is higher than the international water broad product level low mainly to display in the mold precision, cavity aspect and so on surf

66、ace roughness, life and structure . (4) develops the ability badly, economic efficiency unsatisfactory our country mold enterprise technical personnel proportion low: the level is lower, also does not take the product development, frequently is in the passive position in the market. Our country each mold staff average year creation output value approximately ,ten thousand US dollars, overseas mold industry developed country mostly 15 to10,000 US dollars, some reach as high as 25 to10,000 US dol